高考物理历年易错题集锦原子核.docx
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高考物理历年易错题集锦原子核
原子核
[第121页第1题](2013福建福州质检)用光照射某种金属,有光电子从金属表面逸出,如果光的频率不变,而减弱光的强度,则()
A.逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能不变
B.逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能减小
C.逸出的光电子数不变,光电子的最大初动能减小
D.光的强度减弱到某一数值,就没有光电子逸出了
[答案]A
[解析]光的频率不变,表示光子能量不变,仍会有光电子从该金属表面逸出,逸出的光电子的最大初动能也不变;若减弱光的强度,逸出的光电子数就会减少。
综上可知,本题答案为A。
[变式训练](2011上海单科,3,易)用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应,可能使该金属产生光电效应的措施是()
A.改用频率更小的紫外线照射
B.改用X射线照射
C.改用强度更大的原紫外线照射
D.延长原紫外线的照射时间
[变式答案]B
[变式解析]金属发生光电效应必须使光的频率大于极限频率,X射线的频率大于紫外线的频率.
[第121页第2题](2012北京朝阳)下列实验现象中,哪一个实验现象的解释使得光的波动说遇到了巨大的困难()
A.光的干涉B.光的衍射C.多普勒效应D.光电效应
[答案]D
[解析]光电效应是光的粒子性的体现,其他的都是波动性的体现。
[变式训练](2011浙江理综,18,易)关于波动,下列说法正确的是()
A.各种波均会发生偏振现象
B.用白光做单缝衍射与双缝干涉实验,均可看到彩色条纹
C.声波传播过程中,介质中质点的运动速度等于声波的传播速度
D.已知地震波的纵波波速大于横波波速,此性质可用于横波的预警
[变式答案]BD
[变式解析]只有横波有偏振现象,A错;白光是复色光,其中各单色光的波长不同,导致条纹间距不同,B正确;波在传播过程中,介质中质点的运动速度是变化的,而波的传播速度在同一均匀介质中是匀速的,且波的传播是指振动形式的传播,C错;因为地震波的纵波波速大于横波波速,所以两波传到同一地点有时间差,可用于横波的预警,D正确.
[第121页第3题](2012上海单科,1,2分)在光电效应实验中,用单色光照射某种金属表面,有光电子逸出,则光电子的最大初动能取决于入射光的()
A.频率B.强度C.照射时间D.光子数目
[答案]A
[解析]由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0可知:
Ek只与频率ν有关,故选项B、C、D错,选项A正确。
[变式训练](2009上海单科,6,中)光电效应的实验结论是:
对于某种金属()
A.无论光强多强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应
B.无论光的频率多低,只要光照时间足够长就能产生光电效应
C.超过极限频率的入射光强度越弱,所产生的光电子的最大初动能就越小
D.超过极限频率的入射光频率越高,所产生的光电子的最大初动能就越大
[变式答案]AD
[变式解析]每种金属都有它的极限频率ν0,只有入射光的频率大于极限频率ν0时,才会发生光电效应,在入射光的频率ν一定的情况下,入射光的强度越大则产生的光子数越多,光电流越强;由光电效应方程Ek=hν-W=hν-hν0,可知入射光的频率越大,产生的光电子的最大初动能也越大,与入射光的强度无关,所以A、D正确.
[第121页第8题](2013江苏连云港摸底)某金属在光的照射下产生光电效应,其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图象如图所示。
则由图象可知()
A.该金属的逸出功等于hν0
B.遏止电压是确定的,与照射光的频率无关
C.若已知电子电荷量e,就可以求出普朗克常量h
D.入射光的频率为2ν0时,产生的光电子的最大初动能为hν0
[答案]ACD
[解析]由光电效应方程,Ek=hν-W0,eUc=Ek,联立解得Uc=ν-。
由此可知,该金属的逸出功W0=hν0,若已知电子电荷量e,根据图象斜率等于,就可以求出普朗克常量h,选项A、C正确;遏止电压随照射光的频率增大而增大,选项B错误;入射光的频率为2ν0时,根据光电效应方程可知,产生的光电子的最大初动能为hν0,选项D正确。
[变式训练](2010江苏单科,12C,难)
(1)研究光电效应的电路如图所示.用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形成光电流.下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图像中,正确的是.
(2)钠金属中的电子吸收光子的能量,从金属表面逸出,这就是光电子.光电子从金属表面逸出的过程中,其动量的大小(选填“增大”、“减小”或“不变”),原因是.
(3)已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.40eV和-1.51eV,金属钠的截止频率为5.53×1014Hz,普朗克常量h=6.63×10-34J·s.请通过计算判断,氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板,能否发生光电效应.
[变式答案]
(1)C
(2)减小光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)
(3)见解析
[变式解析]
(1)虽然入射光强度不同,但光的频率相同,所以遏止电压相同;又因当入射光强时,单位时间逸出的光电子多,饱和光电流大,所以选C.
(2)见答案.
(3)氢原子放出的光子能量E=E3-E2,代入数据得E=1.89eV
金属钠的逸出功W0=hνc,代入数据得W0=2.3eV
因为E [第121页第4题][2011江苏单科,12C (1),4分]下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射实验规律的是() [答案]A [解析]根据黑体辐射的实验规律: 随着温度的升高,各波长的辐射强度都增加,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,可知正确答案为A。 [变式训练](2008上海单科,15,中)如图所示,用导线将验电器与洁净锌板连接,触摸锌板使验电器指示归零.用紫外线照射锌板,验电器指针发生明显偏转,接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板,发现验电器指针张角减小,此现象说明锌板带电(选填“正”或“负”);若改用红外线重复以上实验,结果发现验电器指针根本不会发生偏转,说明金属锌的极限频率红外线的频率(选填“大于”或“小于”). [变式答案]正大于 [变式解析]毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,与验电器接触,指针张角减小,说明验电器原来带正电.用红外线照射锌板,验电器指针不发生偏转,说明不发生光电效应,所以锌板的极限频率大于红外线的频率. [第121页第5题](2010重庆理综,19)氢原子部分能级的示意图如图所示。 不同色光的光子能量如下表所示。 色光 红 橙 黄 绿 蓝-靛 紫 光子能量 范围(eV) 1.61~2.00 2.00~2.07 2.07~2.14 2.14~2.53 2.53~2.76 2.76~3.10 处于某激发态的氢原子,发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条,其颜色分别为() A.红、蓝-靛B.黄、绿C.红、紫D.蓝-靛、紫 [答案]A [解析]原子发光时光子的能量等于原子能级差,先分别计算各相邻的能级差,再由小到大排序。 结合可见光的光子能量图可知,有两个能量分别为1.89eV和2.55eV的光子属于可见光。 并且属于红光和蓝-靛光的范围,故答案为A。 [变式训练](2011江苏单科,12C (2),易)按照玻尔原子理论,氢原子中的电子离原子核越远,氢原子的能量(选填“越大”或“越小”).已知氢原子的基态能量为E1(E1<0),电子质量为m,基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后,电子速度大小为(普朗克常量为h). [变式答案]越大 [变式解析]根据玻尔理论可知,氢原子中的电子离核越远,氢原子的能量越大,由mv2=hν+E1可得v=. [第121页第9题](2011广东理综,18,6分)光电效应实验中,下列表述正确的是() A.光照时间越长光电流越大 B.入射光足够强就可以有光电流 C.遏止电压与入射光的频率有关 D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子 [答案]CD [解析]在光电效应中,若照射光的频率小于极限频率,无论光照时间多长,光照强度多大,都无光电流,当照射光的频率大于极限频率时,立刻有光电子产生,时间间隔很小,故A、B错误,D正确。 由-eU=0-Ek,Ek=hν-W,可知U=(hν-W)/e,即遏止电压与入射光频率ν有关。 [变式训练](2012江苏单科,12C (1),中)A、B两种光子的能量之比为2∶1,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB.求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功. [变式答案]2∶1EA-2EB [变式解析]光子能量ε=hν,动量p=,且ν= 得p=,则pA∶pB=2∶1 A光照射时,光电子的最大初动能EA=εA-W0, 同理,EB=εB-W0 解得W0=EA-2EB [第121页第10题][2012海南单科,19 (1),4分]产生光电效应时,关于逸出光电子的最大初动能Ek,下列说法正确的是() A.对于同种金属,Ek与照射光的强度无关 B.对于同种金属,Ek与照射光的波长成反比 C.对于同种金属,Ek与光照射的时间成正比 D.对于同种金属,Ek与照射光的频率成线性关系 E.对于不同种金属,若照射光频率不变,Ek与金属的逸出功成线性关系 [答案]ADE [解析]由Ek=hν-W0知Ek与照射光的强度及照射时间无关,与ν成线性关系,故选项A、D正确,C错误。 由Ek=-W0可知Ek与λ不成反比,故选项B错误。 在hν不变的情况下,Ek与W0成线性关系,故选项E正确。 [变式训练](2011广东理综,18,易)光电效应实验中,下列表述正确的是() A.光照时间越长光电流越大 B.入射光足够强就可以有光电流 C.遏止电压与入射光的频率有关 D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子 [变式答案]CD [变式解析]在光电效应中,若照射光的频率小于极限频率,无论光照时间多长,光照强度多大,都无光电流;当照射光的频率大于极限频率时,立刻有光电子产生,故A、B错误,D正确.由-eU=0-Ek,Ek=hν-W,可知U=(hν-W)/e,即遏止电压与入射光频率ν有关,故C正确. [第121页第6题](2012江苏苏、锡、常、镇二模)1927年戴维逊和革末完成了电子衍射实验,该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一。 如图所示的是该实验装置的简化图。 下列说法不正确的是() A.亮条纹是电子到达概率大的地方 B.该实验说明物质波理论是正确的 C.该实验再次说明光子具有波动性 D.该实验说明实物粒子具有波动性 [答案]C [解析]亮的区域说明到达该处的电子数较多,亦即概率大,A正确。 电子的衍射说明了实物粒子也具有波动性,证明了物质波理论是正确的,故B、D均正确。 光属于场物质,而电子是实物粒子,故电子表现出的性质不能说明光子的性质,故C错。 [变式训练](2012江苏单科,12C (1),中)A、B两种光子的能量之比为2∶1,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB.求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功. [变式答案]2∶1EA-2EB [变式解析]光子能量ε=hν,动量p=,且ν= 得p=,则pA∶pB=2∶1 A光照射时,光电子的最大初动能EA=
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